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Innovative Sustainable Connections: Advancing High-Rise Prefabricated Modular Steel Structures through AI and Circular Economy Principles

Descripción del proyecto

Inteligencia artificial para mejorar las estructuras modulares prefabricadas de acero

El sector de la construcción es testigo de una creciente demanda de métodos sostenibles. Las estructuras modulares prefabricadas volumétricas de acero (MPFVA) de baja altura gestionan eficazmente las cargas mediante conexiones intermodulares. Sin embargo, las versiones de gran altura suelen basarse en núcleos de hormigón, lo cual subraya la necesidad de mejorar las conexiones manteniendo la sostenibilidad. Con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, el proyecto MODULARIZATION pretende mejorar la construcción de MPFVA integrando la sostenibilidad y la inteligencia artificial. Desarrollará un sistema de conexión totalmente atornillado y reutilizable para reducir los residuos y mejorar la estabilidad estructural. El proyecto incluye simulaciones para analizar la transferencia de cargas y el comportamiento sísmico, utilizando técnicas de inteligencia artificial como las redes neuronales convolucionales. En conjunto, el proyecto pretende avanzar en las prácticas sostenibles y revolucionar la construcción modular.

Objetivo

The construction industry is at a crossroads where the demand for sustainable and efficient building methods is rapidly increasing. Low-rise prefabricated volumetric modular steel (PFVMS) structures effectively handle vertical and lateral loads through inter-modular connections (IMCs). However, high-rise PFVMS structures face limitations due to their reliance on concrete core structures for lateral load resistance, highlighting a gap in connecting modular units with concrete core tubes while maintaining the sustainable nature of PFVMS structures. MODULARIZATION addresses this gap by advancing PFVMS construction through sustainability principles, circular economy, and artificial intelligence. While PFVMS buildings are recognized for their efficiency, existing assembly methods struggle with structural stability, sustainability, flexibility, and waste management challenges. MODULARIZATION proposes a groundbreaking, fully bolted, size-flexible connection system that allows for disassembly and reuse, thereby reducing the need for on-site welding and minimizing construction waste. MODULARIZATION includes experimental studies and finite element simulations to investigate the load transfer mechanisms, seismic performance, and failure modes of modular connections. Advanced artificial intelligence techniques, including Convolutional Neural Networks (CNNs), Support Vector Machines (SVMs), and Recurrent Neural Networks (RNNs), will be employed for enhanced data analysis and parametric research. Additionally, Cellular Automata (CA) and Genetic Algorithms (GA) will be used to develop a comprehensive model addressing material and geometric nonlinearities, resulting in accurate design methodologies for the connection's bearing capacity and stiffness. MODULARIZATION is intended to contribute to the circular economy substantially, sustainability in the construction industry, and revolutionize modular construction practices.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinador

CITY ST GEORGES UNIVERSITY OF LONDON
Aportación neta de la UEn
€ 260 347,92
Dirección
NORTHAMPTON SQUARE
EC1V 0HB LONDON
Reino Unido
Región
London Inner London — East Haringey and Islington
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
Sin datos